某研究性学习小组设计了测定纯碱(Na2CO3)样品(只含NaCl杂质)中Na2CO3质量分数的实验方案.请回答下列问题:
小资料:碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物
(1)气体法。
【原理思路】利用Na2CO3与稀硫酸反应产生CO2,通过测量丙装置实验前后的质量得出CO2质量,从而计算碳酸钠的质量分数。(不考虑原装置内空气的影响)
【实验分析】小科同学根据以上思路,设计了如图1的实验装置。
图1
①实验装置乙中盛放的试剂为 ,
其作用是 ;
装置丁中碱石灰的作用是 。(填字母)
A.吸收Na2CO3与稀硫酸反应产生CO2
B.防止外界空气中二氧化碳进入丙中
C.干燥二氧化碳
②实验中如果滴加稀硫酸的速度过快,会导致测得样品中碳酸钠的
质量分数 (填写“偏高”“偏低”或“不变”).
③小明同学认为小科的方案存在问题,即使操作规范下也会造成结果偏低,你
认为他的理由是 ,应该将装置甲中双孔橡
胶塞换成三孔橡胶塞,并增加图2装置,实验结束后缓缓通入一段时间空气,
目的是 ,其中NaOH溶液的作用是 。
图2
(2)沉淀法.
【实验原理】利用碳酸根离子与钙离子结合生成沉淀,通过沉淀的质量而得出碳酸钠的质量分数。
【实验步骤】①用托盘天平称取样品11.0g放入烧杯中,加水使其完全溶解;
②加入过量的CaCl2溶液充分反应。证明CaCl2过量(即Na2CO3已完全反应)的方法是: 静置,向上层清液中滴加 溶液,如果没有白色沉淀生成,证明CaCl2过量;
③过滤、操作X、干燥、称量沉淀的质量为10.0g,操作X的名称是 ,如果缺少此操作会造成碳酸钠质量分数 (填写“偏高”“偏低”或“不变”)。
④通过以上提供的数据计算出样品中碳酸钠的质量分数为 。(写出计算过程,结果保留至0.1%,共3分)
(8分)为了鉴别碳酸钾溶液和氢氧化钾溶液,同学们进行了探究实验,分别取两种溶液于两支试管中,各滴入一定量的氯化钙溶液,观察到一支试管中出现白色浑浊,实验结束后,同学们将废液倒入同一个干净的烧杯中,发现废液变浑浊,同学们对废液进行了过滤,并对滤液的成分进行了探究.
【提出问题】滤液中除水外还含有那些物质?
【猜想】A.可能含有氢氧化钾、氯化钾和碳酸钾
B.可能含有氢氧化钾、氯化钾
C.可能含有氢氧化钾、氯化钾、碳酸钾和氯化钙
你认为还可能是(写出一种猜想)
【讨论】你认为猜想不合理(填字母),请说明理由.
【实验设计】设计一个简单的实验,证明你的猜想正确.
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
取样于试管中, |
猜想正确 |
【反思交流】写出碳酸钾与氯化钙反应的化学方程式,在分析化学反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外还需考虑.
某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。
(1)为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响,甲设计以下对比实验:
Ⅰ.将3.0 g KClO3与1.0 g MnO2均匀混合加热。
Ⅱ.将x g KClO3与1.0 g CuO均匀混合加热。
在相同温度下,比较两组实验产生O2的快慢。
Ⅰ中反应的化学方程式是;Ⅱ中x的值应为________。
(2)乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素。反应的化学方程式为,有关实验数据记录如下:
双氧水的质量 |
双氧水的浓度 |
MnO2的质量 |
相同时间内产生O2质量 |
|
Ⅰ |
50.0 g |
1% |
0.1 g |
0.013 mg |
Ⅱ |
50.0 g |
2% |
0.1 g |
0.023 mg |
Ⅲ |
50.0 g |
4% |
0.1 g |
0.044 mg |
本实验中,测量O2质量应用了图的装置。根据实验装置实验所依据的原理是。
实验结论:在相同条件下,________,双氧水分解得越快。
实验室有两瓶没有标签的液体,分别是碳酸钾溶液和氢氧化钾溶液。为了鉴别这两种溶液,小明同学进行了以下实验:
(1)分别取两种溶液于两支试管中,各滴入一定量的氯化钡溶液,观察到一支试管中出现白色浑浊,反应的化学方程式为。
(2)实验结束后,小明同学将废液倒入同一个干净的烧杯中,发现废液变浑浊,于是将废液进行了过滤,并对滤液的成分进行了如下探究:
【提出问题】滤液中除水外,还含有那些物质呢?
【提出假设】
假设1:可能含有氢氧化钾、氯化钾和碳酸钾
假设2:可能含有氢氧化钾、氯化钾
假设3:可能含有氢氧化钾、氯化钾、碳酸钾和氯化钡
你认为小明同学的以上假设中,不合理的是,理由是。
你认为还可能有的假设是。
【实验设计】设计一个简单的实验,证明你的假设是正确的。
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
假设正确 |
某化学实验活动小组的同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分,
进行了有关实验。请你参与他们进行的探究活动:
【提出问题】久置氢氧化钠固体的成分是什么?
【猜想与假设】
猜想Ⅰ:全部是NaOH;
猜想Ⅱ:全部是Na2CO3;
猜想Ⅲ:。
【实验与探究】
实验如下:
实验操作步骤 |
实验现象 |
结论及解释 |
步骤一:取少量固体样品于试管中,加蒸馏水完全溶解,然后加入足量的稀盐酸。 |
实验过程中有气泡产生。 |
此过程中发生反应的化学方程式为 |
步骤二:另取少量固体样品于试管中,加蒸馏水完全溶解,然后滴加氯化钙溶液。 |
实验过程中产生 。 |
则证明猜想Ⅱ或Ⅲ成立。此过程中发生反应的化学方程式为。 |
【反思与交流】久置的固体氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示)。
实验小组研究碳酸钠和碳酸氢钠的性质。
实验一:甲、乙、丙三位同学分别用溶质质量分数为5%的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液进行了如下实验。
实验内容 |
NaHCO3溶液 |
Na2CO3溶液 |
(1)加入无色酚酞溶液 |
溶液变红 |
溶液变红 |
(2)加入澄清石灰水 |
产生白色沉淀 |
现象Ⅰ |
(3)加入5%的CaCl2溶液 |
产生白色沉淀、有气泡产生 |
产生白色沉淀 |
(4)加入稀盐酸 |
现象Ⅱ |
有气泡产生 |
(5)加热溶液,并用导管与澄清石灰水连接 |
石灰水变浑浊 |
石灰水无明显变化 |
(1)表中的现象Ⅰ为;用化学方程式表示现象Ⅱ的原因。
(2)若要鉴别实验中用到的NaHCO3和Na2CO3两种溶液,实验一中提供了种方法。
实验二:甲、乙、丙三位同学分别将各自实验一中NaHCO3溶液与澄清石灰水反应后的物质进行过滤,对滤液中的溶质成分进行了如下探究。
【查阅资料】
(1)氯化钙溶液显中性,与氢氧化钠溶液不反应。
(2)两种溶液的取用量不同,滤液中溶质的组成情况可能有:①NaOH;②Na2CO3;③NaOH和Ca(OH)2;④Na2CO3和NaHCO3;⑤Na2CO3和NaOH。
【进行实验】
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
|
甲同学 |
取少量滤液于试管中,滴加足量的稀盐酸 |
有气泡产生 |
滤液中的溶质一定含有Na2CO3 |
乙同学 |
取少量滤液于试管中,向其中通入少量CO2 |
产生白色沉淀 |
则滤液中的溶质是 |
丙同学 |
取少量滤液于试管中,塞紧胶塞,并用导管与澄清石灰水连接,加热 |
澄清石灰水变浑浊 |
则滤液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3 |
【反思与评价】
(1)根据丙同学的结论,NaHCO3溶液与澄清石灰水反应的化学方程式是。
(2)甲同学进一步实验,确定了滤液中的溶质是Na2CO3和NaOH。其实验方案是。